Präzision steigern: Fortschrittliche Höhenmessgeräte für unübertroffene Genauigkeit

Ob es um Messprüfungen im Qualitätsraum oder schnelle, präzise Kontrollen auf der Werkstattfläche geht – Höhenmessgeräte bleiben eines der nützlichsten Werkzeuge in der Messtechnik heute. Wir alle kennen die grundlegenden Messungen, die ein Höhenmessgerät durchführt, aber viele der heutigen neuen Instrumente können mit nahezu Koordinatenmessmaschinen (KMM)-Fähigkeiten und ähnlicher Genauigkeit wie ihr großer KMM-Bruder aufwarten. Es gibt keinen Ersatz für die KMM, aber ein Mehrzweck-Höhenmessgerät, das ähnliche Aufgaben erledigen kann, spart die KMM für die komplexeren und kritischeren Qualitätsprüfungen.

Ein Höhenmessgerät macht genau das, was sein Name sagt – es misst Höhen. Ein Schlitten mit einer Messtaste bewegt sich relativ zu einer Messskala auf einem Träger entlang einer einzelnen vertikalen Achse, die nominell senkrecht zu einer Referenzebene auf dem Gerätefuß steht.

Höhenmessgeräte werden auf einer Granitplatte verwendet, um Bauteilmerkmale von einer Datumeebene aus zu messen und/oder anzureißen. Ein Anreißer, Tasthebel, Tastkopf oder KMM-Tastkopf wird verwendet, um das gemessene Merkmal zu orten. Höhenmessgeräte sind nützliche Instrumente für die Qualitätskontrolle, und ihre Fähigkeiten nehmen kontinuierlich zu.

Es gibt drei grundlegende Typen von Höhenmessgeräten: Nonius, Uhr und digital.

Für grundlegende Höhenmessung mit dem Schlitten sind alle gute Werkzeuge, aber digital ist der Bereich, in dem die meisten Fortschritte gemacht werden. Verbesserungen umfassen höhere Auflösung und Genauigkeit, Temperaturkompensation und die Fähigkeit, Geradheit, Rechtwinkligkeit, Ebenheit und Winkel zu messen.

Höhere Auflösung, Genauigkeit und 2D-Messung

Neue Encoder ermöglichen höhere Auflösung in heutigen Geräten. Robuste Konstruktion erhöht auch das Potenzial für höhere Genauigkeiten – jedoch steigt mit der Stabilität des Geräts auch das Gewicht. Normalerweise macht das das Verschieben des Geräts aufgrund erhöhter Reibung schwierig. Zur Kompensation verfügen einige Geräte über eine pneumatische Schwimmoption, die es der gesamten Baugruppe per Knopfdruck auf einem Luftkissen schweben lässt.

Die meisten Standardmessanwendungen nutzen Höhen-, Spalt- und Dickenfunktionen. Neuere Geräte können nun Durchmesser, Loch-zu-Loch-Abstände, Spitzenmessungen von Radienoberflächen und die meisten Distanzen zwischen Messkombinationen messen.

Angenommen, Sie haben eine Zeichnung, die eine 2D-Messung verlangt. Normalerweise würde das eine KMM erfordern, aber mit der 2D-Messfunktion eines Höhenmessgeräts können Sie diese Art von Anwendung möglicherweise mit einem neueren High-End-Digital-Höhenmessgerät bewältigen. Die Fähigkeit, Diagonalmessungen durchzuführen, kann durch 90-Grad-Drehung des Teils und einfaches Messen derselben Punkte erreicht werden – etwas, das zuvor nur Mehr-Achsen-Systeme wie KMMs oder optische Systeme leisten konnten.

Eine Anwendung, mit der grundlegende Höhenmessgeräte Schwierigkeiten haben, ist der Abstand zwischen Mittelpunkten. Diese Herausforderung wurde überwunden, als das Höhenmessgerät mit Rechenleistung eingeführt wurde. Dies ermöglicht dem Höhenmessgerät, den höchsten und niedrigsten Punkt innerhalb eines Wischs zu speichern. Dieses Höhenmessgerät ist immer noch ein 2D-Gerät, aber Spitzen und Täler können ebenfalls gemessen oder gespeichert und per Knopfdruck abgerufen werden. Der Kugeltaster kann mit kleineren ausgetauscht werden, um enge Nuten zu erreichen. Die meisten Höhenmessgeräte mit Anreißer wurden verwendet, um Stufen oder Höhen zu messen, die nach oben zeigen. Das Messen der unteren Kante einer Nut oder Rinne war keine echte Option, bis ein Kugeltaster in Kombination mit einem Mikroprozessor zur Kompensation des Kugeldurchmessers eingeführt wurde – was das Messen von Abständen wie Mitte-zu-Mitte schneller und einfacher macht.

Weitere Messungen

Ebenheit, Tolerierung und Winkel: Horizontale Ebenheit lässt sich leicht messen, indem man eine Ebenheitstaste drückt, in Kontakt mit einer oberen oder unteren Fläche kommt und dann das Teil oder Höhenmessgerät horizontal scannt/schiebt.

Gut lesbare Gut/Schlecht-Toleranzanzeigen machen es unwahrscheinlicher, dass Bediener Probleme übersehen. Sie können entweder als direkter Messwert oder als Vergleichstyp (Abweichung von Null von einem Meister) eingerichtet werden.

Viele Qualitätsprüfungen verlangen Winkelmessung. Mit speziellen Sonden oder horizontalem Versatz ist diese Messung auf den meisten neuen Höhenmessgeräten möglich. Das Teil wird wie üblich in der Höhe gemessen, dann horizontal verschoben und die Höhe erneut gemessen. Der Höhenunterschied wird mit dem eingegebenen Versatzabstand gekoppelt, um den Winkel zu berechnen.

Geradheit/Rechtwinkligkeit: Einige Höhenmessgerät-Modelle können Eingänge von linearen Wegaufnehmern wie Tasthebeln verarbeiten. Aufgrund dieses Eingangs können Anzeigen Geradheit sowie Rechtwinkligkeit anzeigen – dank der hochtoleranten Rechtwinkligkeitsspezifikation des Geräts.

Ausgabe und Daten

Da Industrie 4.0 naht, gibt es mehr Anforderungen an Datenausgabe generell und in verschiedenen Formaten. Einige Daten werden direkt in Tabellenkalkulationen oder in Statistical Process Control (SPC) Software über USB und RS-232C eingespeist. Die Daten selbst sind vollständiger geworden und können Merkmale wie Messwerte, Statistiken und Zeitstempel enthalten. Statistiken können auch automatisch berechnet und auf dem Bildschirm angezeigt oder an einen PC ausgegeben werden.

Neuere Geräte bieten Wege, einfache Programme zu erstellen, die einen Bediener durch vorgegebene Messpunkte führen, um sicherzustellen, dass immer dieselben Positionen gemessen werden, ohne eine Messung zu übersehen. Das hilft unerfahrenen Bedienern. Da viele dieser Geräte auf der Werkstattfläche eingesetzt werden, werden Temperaturkompensationskoeffizienten automatisch eingegeben, wenn ein Materialtyp ausgewählt wird – was die Genauigkeit unter rauen Bedingungen verbessert.

Zuvor in Quality Magazine vorgestellt.